Cyanobakterien, Cyanophyta, Cyanophyceae, Schizophyceae, Mixophyceae, Blaugrüne Bakterien, Blaualgen, Mikroorganismen, die einen prokaryontischen Zellaufbau besitzen, aber eine oxygene Photosynthese durchführen, in der H2O als Wasserstoffdonor fungiert. Viele dieser Organismen können auch atmosphärischen Stickstoff fixieren. Zwischen C. und Chloroplasten bestehen viele Ähnlichkeiten. In der endosymbiotischen Evolutionstheorie wird angenommen, dass die Chloroplasten von symbiotischen C. abstammen.
Bei den C. findet die Photosynthese in den Thylakoiden oder Thylakoidstapeln statt, die von der Zellmembran stammen. Die Photosynthesepigmente sind Chlorophyll a, Carotinoide und Biliproteine (Phycocyanin und Phycoerythrin). Das Cytoplasma enthält Ribosomen vom Prokaryontentyp. Typisch für die meisten C. sind Cyanophycinkörnchen. Diese sind farblos und kugel- oder polyederförmig und unter dem Lichtmikroskop sichtbar. Die Cyanophycinkörnchen enthalten Speichermaterial, das aus einem Copolymeren von Arginin und Asparaginsäure besteht. Die Reservekohlenhydrate der C. sind Polymere aus Glucose mit einem Verzweigungsgrad, der zwischen jenem von Glycogen und Amylopektin liegt. Cytochemisch ähneln sie dem Glycogen: sie werden durch Iod braun gefärbt und kommen als diskrete Körnchen (Durchmesser 25-30 nm) vor, die zwischen den Thylakoiden lokalisiert sind. Im Cytoplasma sind auch Polyphosphatkörnchen (Metachromatin, Volutin, Metachromatinkörnchen) vorhanden. Diese sind kugelförmig und variieren in der Größe von sublichtmikroskopisch bis zu mehreren Mikrometern im Durchmesser. Sie stellen kompakte Massen aus den Kaliumsalzen hochmolekularer linearer Polyphosphate dar.
Die innere Zellwand besteht wie die der Bakterien aus Murein, das in der Zellmembran verankert ist. Sie wird durch Lysozym angegriffen. Außerhalb der Mureinschicht befindet sich eine plasmatische Schicht und jenseits davon kann eine Schleimkapsel vorliegen.